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永磁發電機其特點是功率因數高、效率高,在許多場合開始逐步取代最常用的交流非同步電機,其中非同步起動永磁同步電動機的效能優越,是一種很有前途的節能電機。
一、效率高、更加省電
a、由於永磁同步電機的磁場是由永磁體產生的,從而避免透過勵磁電流來產生磁場而導致的勵磁損耗(銅耗);
b、永磁同步電機的外特性效率曲線相比非同步電機,其在輕載時效率值要高很多,這是永磁同步電機在節能方面,相比非同步電機最大的一個優勢。因 為通常電機在驅動負載時,很少情況是在滿功率執行,這是因為:
一方面使用者在電機選型時,一般是依據負載的極限工況來確定電機功率,而極限工況出現的機會是 很少的,同時,為防止在異常工況時燒損電機,使用者也會進一步給電機的功率留裕量;
另一方面,設計者在設計電機時,為保證電機的可靠性,通常會在使用者要求的 功率基礎上,進一步留一定的功率裕量,這樣導致在實際執行的電機90%以上是工作在額定功率的70%以下,特別是在驅動風機或泵類負載,這樣就導致電機通 常工作在輕載區。對非同步電機來講,其在輕載時效率很低,而永磁同步電機在輕載區,仍能保持較高的效率,其效率要高於非同步電機20%以上。
c、由於永磁同步電機功率因數高,這樣相比非同步電機其電機電流更小,相應地電機的定子銅耗更小,效率也更高。
d、系統效率高:永磁電機引數,特別是功率因數,不受電機極數的影響,因此便於設計成多極電機(如可以100極以上),這樣對於傳統需要透過減速箱來驅動負載電機,可以做成直接用永磁同步電機驅動的直驅系統,從而省去了減速箱,提高了傳動效率。
二、功率因數高
由於永磁同步電機在設計時,其功率因數可以調節,甚至可以設計成功率因數等於1,且與電機極數無關。而非同步電機隨著極數的增加,由於非同步電 機本身的勵磁特點,必然導致功率因數越來越低,如極數為8極電機,其功率因數通常為0.85左右,極數越多,相應功率因數越低。即使是功率因數最高的2極 電機,其功率因數也難以達到0.95。電機的功率因數高有以下幾個好處:
a、功率因數高,電機電流小,電機定子銅耗降低,更節能;
b、功率因數高,電機配套的電源,如逆變器,變壓器等,容量可以更低,同時其他輔助配套設施如開關,電纜等規格可以更小,相應系統成本更低。
c、由於永磁同步電機功率因數高低不受電機極數的限制,在電機配套系統允許的情況下,可以將電機的極數設計的更高,相應電機的體積可以做得更小,電機的直接材料成本更低。
三、可靠性高
從電機本體來對比,永磁同步變頻調速電機與非同步電機的可靠性相當,但由於永磁同步電機結構的靈活性,便於實現直接驅動負載,省去可靠性不高 的減速箱;在某些負載條件下甚至可以將電機設計在其驅動裝置的內部,如風力發電直驅裝置,石油鑽機的絞車驅動裝置,從而可以省去傳統電機故障率高的軸承: 大大提高了傳動系統的可靠性。
四、體積小,功率密度大
永磁同步變頻調速電機體積小,功率密度大的優勢,集中體現在驅動低速大扭矩的負載時,一個是電機的極數的增多,電機體積可以縮小。還有就 是:電機效率的增高,相應地損耗降低,電機溫升減小,則在採用相同絕緣等級的情況下,電機的體積可以設計的更小;電機結構的靈活性,可以省去電機內許多無 效部分,如繞組端部,轉子端環等,相應體積可以更小。
五、起動力矩大、噪音小、溫升低
a、永磁同步電機在低頻的時候仍能保持良好的工作狀態,低頻時的輸出力矩較非同步電機大,執行時的噪音小;
b、轉子無電阻損耗,定子繞組幾乎不存在無功電流,因而電機溫升低,同體積、同重量的永磁電機功率可提高30%左右;同功率容量的永磁電機體積、重量、所用材料可減少30%。
回覆列表
永磁體在電機中既是磁源,又是磁路的組成部分。永磁發電機具有以下優點:
1、結構簡單、可靠性高永磁發電機省去了勵磁繞組、電刷、集電環結構,因此整機結構簡單,避免了勵磁式發電機勵磁繞組易燒燬、斷線,電刷、集電環易磨損等故障,使用效能可靠。
2、體積小、比功率大永磁發電機採用簡化的轉子結構,有並聯磁場結構和串聯磁場結構兩種:並聯磁場結構的轉子採用鑄造壓制而成,永磁體嵌放在裡面,轉速高。串聯磁場結構的轉子採用鋼結構,永磁體嵌放在表面,轉子表面磁感應強度強、整體結構牢固可靠。由於轉子結構的簡化,使得發電機內部結構緊湊,轉子轉動慣量小,實用轉速增加,因此,提高了比功率(功率與體積的比值)。
3、低速發電效能好永磁式發電機的低速發電效能好,輸出功率高。在怠速執行時,永磁發電機的輸出功率比勵磁式發電機的輸出功率要高一倍。
4、效率高且節能一般勵磁式發電機在1500—6000r/min之間的轉速範圍內平均效率只有50%左右;而永磁式發電機的平均效率可達75%~80%。因此,永磁式發電機更加節能。
5、穩壓精度高,能延長蓄電池的使用壽命永磁式發電機採用開關式整流穩壓方式,採用小電流脈衝充電,避免了過電流充電而對蓄電池造成損壞的可能性,可以延長蓄電池的使用壽命。
6、無無線干擾永磁式發電機無電刷、無集電環、在執行中無電火花產生,因此,無無線干擾,大大提高了使用效能。但由於稀土永磁材料目前的價格比較高,所以永磁式發電機的製造成本一般比勵磁式發電機的製造成本會高一些,相對來說,其整機的價格也就要略高一些。